RU2344876C1 - Реактор форсуночный пленочного типа для проведения химических процессов - Google Patents
Реактор форсуночный пленочного типа для проведения химических процессов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2344876C1 RU2344876C1 RU2007136375/15A RU2007136375A RU2344876C1 RU 2344876 C1 RU2344876 C1 RU 2344876C1 RU 2007136375/15 A RU2007136375/15 A RU 2007136375/15A RU 2007136375 A RU2007136375 A RU 2007136375A RU 2344876 C1 RU2344876 C1 RU 2344876C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- tray
- equal
- film
- reagents
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Изобретение относится к оборудованию для проведения химических процессов, в частности гидролиза, этерификации, ацидолиза кремнийорганических мономеров и других реакций, протекающих с выделением токсичных газообразных продуктов, и может быть использовано в химической, пищевой и фармацевтической промышленности. Реактор содержит цилиндрический корпус, включающий конические крышку и днище, патрубки ввода реагентов и вывода продуктов реакции, трехпозиционный распылитель исходных жидких реагентов и пленкообразующие элементы, при этом конические крышка и днище выполнены с углами при вершинах 90-120° и 30-60° соответственно, в корпусе реактора размещена диафрагма, разделяющая его на две секции, причем соосно корпусу в отверстии диафрагмы размещена труба, сверху которой установлен расширитель с вертикальными перфорированными трубками, а внизу трубы размещен пакет вертикальных лопаток, укрепленных на опорной плите под углом α к радиальному направлению, равным 45-50°, в нижней секции корпуса тангенциально установлен прямоугольный патрубок для ввода реагентов с размещенным в нем трехпозиционным распылителем, причем с верхним краем тангенциального патрубка соединен 1,5-2,0-х витковый винтовой лоток, прикрепленный к указанной трубе, установленный с зазором δ относительно стенки корпуса, равным 2-4 мм, в радиальном направлении лоток наклонен под углом θ, равным 6-10°, а на равном расстоянии друг от друга на винтовом лотке вертикально установлены спиральные пленкообразующие элементы, имеющие с нижерасположенным витком лотка зазор δ. Технический результат изобретения заключается в обеспечении интенсификации тепло- и массообменных процессов, необходимой скорости десорбции газообразного хлористого водорода, повышении производительности, а также нейтрализации вредных газообразных отходов производства. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Изобретение относится к оборудованию для проведения тепло- и массообменных химических процессов, в частности гидролиза, этерификации, ацидолиза кремнийорганических мономеров и других реакций, протекающих с выделением токсичных газообразных продуктов, и может быть использовано в химической, пищевой и фармацевтической промышленности.
Известен емкостной аппарат, снабженный механической мешалкой, для получения кремнийорганических олигомеров (Хананашвили Л.М. Химия и технология элементоорганических мономеров и полимеров. М.: Химия. 1998, с.197).
Однако, как правило, аппараты такого типа имеют большие объемы, что затрудняет необходимый тепло- и массообмен с удалением побочных газообразных продуктов и десорбцию из реакционной массы хлористого водорода из-за относительно низкой поверхности раздела фаз.
С целью интенсификации контакта реагентов между собой и ускорения десорбции хлористого водорода на начальной стадии процесса используют реакторы-гидролизеры, снабженные насосной установкой, создающей циркуляционный контур (Хананашвили Л.М. Химия и технология элементоорганических мономеров и полимеров. М.: Химия. 1998, с.199).
Использование таких аппаратов приводит к образованию побочных продуктов из-за длительного контакта продуктов реакции с газообразным хлористым водородом и концентрированной соляной кислотой.
Известен аппарат форсуночного типа для очистки газов, содержащий цилиндрический корпус, средства для загрузки и выгрузки, ударно-струйную форсунку с соплом для орошаемого раствора, отражатель в форме полого шарового сегмента (а.с. СССР №1207485, МПК B01J 19/26, В05В 1/26, 1986).
Основным недостатком описанного устройства является малый выход целевых продуктов, а также отсутствие системы регулирования соотношения компонентов, высокие потери продуктов реакции через каналы отсоса газообразного хлористого водорода и малоэффективный тепло- и массообмен и десорбции хлористого водорода.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению является реактор форсуночный пленочного типа для проведения химических процессов, содержащий цилиндрический корпус, включающий конические крышку и днище, патрубки ввода реагентов и вывода продуктов реакции, трехпозиционный распылитель исходных жидких реагентов и пленкообразующие элементы (RU 2236899 С1, 27.09.2004).
К недостаткам данного изобретения можно отнести унос определенной части дорогостоящей жидкости вместе с HCl-газом и большие габариты аппарата при использовании вязких жидкостей.
Технический результат изобретения заключается в обеспечении интенсификации тепло- и массообменных процессов, необходимой скорости десорбции газообразного хлористого водорода, повышении производительности, а также нейтрализации вредных газообразных отходов производства.
Технический результат обеспечивается реактором, который содержит цилиндрический корпус, включающий конические крышку и днище, патрубки ввода реагентов и вывода продуктов реакции, трехпозиционный распылитель исходных жидких реагентов и пленкообразующие элементы, при этом конические крышка и днище выполнены с углами при вершинах 90-120° и 30-60°, соответственно, в корпусе реактора размещена диафрагма, разделяющая его на две секции, причем соосно корпусу в отверстии диафрагмы размещена труба, сверху которой установлен расширитель с вертикальными перфорированными трубками, а внизу трубы размещен пакет вертикальных лопаток, укрепленных на опорной плите под углом α к радиальному направлению, равным 45-50°. В нижней секции корпуса тангенциально установлен прямоугольный патрубок для ввода реагентов с размещенным в нем трехпозиционным распылителем, причем с верхним краем тангенциального патрубка соединен 1,5-2,0-х витковый винтовой лоток, прикрепленный к указанной трубе, установленный с зазором δ относительно стенки корпуса, равным 2-4 мм, в радиальном направлении лоток наклонен под углом θ, равным 6-10°, а на равном расстоянии друг от друга на винтовом лотке вертикально установлены спиральные пленкообразующие элементы, имеющие с нижерасположенным витком лотка зазор δ.
Соотношение высоты нижней секции цилиндрического корпуса к его диаметру H:D равно 1,5:2,0, а соотношение диаметра трубы к диаметру корпуса d:D равно 0,4-0,6:1.
Длина соосной трубы (L) в нижней секции реактора определяется по формуле
где К=6-8 - коэффициент, характеризующий влияние соотношения H:D на длину L, меньшее значение К соответствует и меньшим значениям H:D и наоборот;
R - радиус корпуса реактора;
r - радиус соосной трубы;
γ - угол при вершине конического днища.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид реактора, на фиг.2 - общий вид трехпозиционного распылителя жидких компонентов, на фиг.3, 4 и 5 представлены разрезы и сечения, поясняющие конструкции узлов.
Аппарат (фиг.1) содержит цилиндрический корпус 1, конусообразные крышку 2 и днище 3 с патрубками 4 и 5 соответственно. Диафрагма 6 делит корпус 1 на две секции, в нижней секции тангенциально установлен прямоугольный патрубок 7 с размещенным в нем трехпозиционным пневматическим распылителем (форсунка) жидких материалов 8, каналы которого служат для подачи жидких продуктов реакции 9, воды 10 и горячего азота 11. В отверстии диафрагмы 6 размещена труба 12 соосно корпусу аппарата, верхний конец которой оснащен расширителем 13 и вертикальными перфорированными трубками 14, а внизу трубы с помощью скоб 18 установлен пакет 15 с лопатками 23, которые прикреплены к опорной плите 16, по оси симметрии опорная плита имеет конический обтекатель 17. На трубе 12 установлен винтовой лоток 19 с вертикальными спиральными пленкообразующими элементами 20. Верхняя секция корпуса имеет патрубки для подачи воды 21 и вывода соляной кислоты 22.
Реактор работает следующим образом. Через каналы 9 и 10 трехпозиционного пневматического распылителя жидких материалов 8 подают соответственно кремнийорганический мономер и воду, вода с большой скоростью направляется к выходному каналу распылителя 24, инжектируя кремнийорганический мономер, два потока перемешиваются и образуют реакционную смесь, в которой начинается процесс гидролиза в диффузионном режиме. Полученная смесь выбрасывается с большой скоростью в патрубок 7 и распыляется на мелкие капли, при этом происходит максимальный контакт реагирующих компонентов друг с другом.
Одновременно через канал 11 трехпозиционного пневматического распылителя под давлением 3-12 атм подают нагретый газообразный азот. Поскольку канал кольцевой и выполнен с наклоном относительно оси симметрии, поток азота образует перед выходным каналом распылителя коническую газовую воронку с углом при вершине β, через которую проходит распыленная реакционная смесь. В момент выхода реагентов из выходного канала распылителя капли жидких компонентов попадают в коническую азотную воронку и, выходя из нее разлетаются по расходящимся траекториям. При столкновении молекул азота с каплями жидкости происходит их дробление на еще более мелкие частицы, при этом идут интенсивные физические и химические взаимодействия и процесс гидролиза осуществляется уже в кинетическом режиме с высокой скоростью и до конца.
Распыленная смесь продуктов реакции с газообразными составляющими через патрубок 7 попадает в зону расположения спиральных пленкообразующих элементов 20, где поток разбивается на тонкие слои, которые начинают двигаться по спирали. Под действием центробежных сил изменяется траектория движения капель продуктов реакции, они прижимаются к стенкам корпуса реактора, соосной трубы и пленкообразующих элементов, образуя на них пленку жидких продуктов, стекающую со стенок пленкообразующих элементов на лоток 19. С лотка жидкие продукты уже сплошным потоком через зазоры направляются к стенкам корпуса реактора. В процессе пленочного режима одновременно происходит завершение химических взаимодействий и очищение жидких продуктов от газовых включений - деаэрация, в том числе и десорбция хлористого водорода. Газовые составляющие процесса, освободившись от капель жидкости, попадают в свободный объем нижней секции аппарата, заключенный между днищем 3 и соосной трубой 12. Коническая форма днища аппарата способствует усилению вихревого движения потока газов, центробежные силы прижимают этот поток к стенкам днища, где происходит извлечение наиболее мелких капель жидкости из газового потока. С низа аппарата поток газов поднимается вверх к соосной трубе 12 с установленным на ней пакетом лопаток 15, где разбивается на коническом обтекателе 17 и поступает в межлопаточные пространства, меняя направление движения на 90°. Происходит окончательное очищение газового потока от жидких продуктов реакций на стенках соосной трубы. Очищенный газовый поток поднимается вверх по трубе в расширитель 13 и в его перфорированных трубках 14 барботируется через слой воды, которая поступает из патрубка 21. Растворяясь в воде, хлористый водород превращается в соляную кислоту, которую выводят из аппарата через патрубок 22, а очищенный азот через патрубок 4 уходит в атмосферу. Жидкие продукты реакции выгружают через патрубок 5.
Claims (3)
1. Реактор форсуночный пленочного типа для проведения химических процессов, содержащий цилиндрический корпус, включающий конические крышку и днище, патрубки ввода реагентов и вывода продуктов реакции, трехпозиционный распылитель исходных жидких реагентов и пленкообразующие элементы, отличающийся тем, что конические крышка и днище выполнены с углами при вершинах 90-120° и 30-60°, соответственно, в корпусе реактора размещена диафрагма, разделяющая его на две секции, причем соосно корпусу в отверстии диафрагмы размещена труба, сверху которой установлен расширитель с вертикальными перфорированными трубками, а внизу трубы размещен пакет вертикальных лопаток, укрепленных на опорной плите под углом α к радиальному направлению, равным 45-50°, в нижней секции корпуса тангенциально установлен прямоугольный патрубок для ввода реагентов с размещенным в нем трехпозиционным распылителем, причем с верхним краем тангенциального патрубка соединен 1,5-2,0-х витковый винтовой лоток, прикрепленный к указанной трубе, установленный с зазором δ относительно стенки корпуса, равным 2-4 мм, в радиальном направлении лоток наклонен под углом θ, равным 6-10°, а на равном расстоянии друг от друга на винтовом лотке вертикально установлены спиральные пленкообразующие элементы, имеющие с нижерасположенным витком лотка зазор δ.
2. Реактор по п.1, отличающийся тем, что соотношение высоты нижней секции цилиндрического корпуса к его диаметру H:D равно 1,5:2,0.
3. Реактор по п.1, отличающийся тем, что соотношение диаметра трубы к диаметру корпуса d:D равно 0,4-0,6:1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007136375/15A RU2344876C1 (ru) | 2007-10-03 | 2007-10-03 | Реактор форсуночный пленочного типа для проведения химических процессов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007136375/15A RU2344876C1 (ru) | 2007-10-03 | 2007-10-03 | Реактор форсуночный пленочного типа для проведения химических процессов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2344876C1 true RU2344876C1 (ru) | 2009-01-27 |
Family
ID=40544116
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007136375/15A RU2344876C1 (ru) | 2007-10-03 | 2007-10-03 | Реактор форсуночный пленочного типа для проведения химических процессов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2344876C1 (ru) |
-
2007
- 2007-10-03 RU RU2007136375/15A patent/RU2344876C1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6223455B1 (en) | Spray drying apparatus and methods of use | |
CN102190677B (zh) | 一种雾化合成装置及其在烷基铝氧烷合成方面的应用 | |
CN1669631A (zh) | 一种液液快速混合反应器 | |
KR20090089346A (ko) | 고압 분리기 | |
US6415993B1 (en) | Device for the mixing and subsequent atomizing of liquids | |
CN104162395A (zh) | 一种强化微反应器内气液过程的方法 | |
RU2344876C1 (ru) | Реактор форсуночный пленочного типа для проведения химических процессов | |
RU82580U1 (ru) | Смесительное устройство для систем газ - жидкость | |
CN101036871A (zh) | 高压液气(汽)管式快速混合反应器 | |
CN112473613A (zh) | 一种喷雾式气液两相反应装置 | |
CN110898766A (zh) | 一种气液反应装置 | |
CN111203171A (zh) | 一种用于气液相反应的新型自压强制循环式反应器 | |
RU2236899C1 (ru) | Реактор для проведения химических процессов | |
CN213995905U (zh) | 喷雾式气液两相反应装置 | |
RU2757285C2 (ru) | Нагнетательное устройство для впрыска для установки крекинга с флюидизированным катализатором с ограниченным перепадом давления | |
RU187523U1 (ru) | Устройство для контакта газа с жидкостью | |
RU152794U1 (ru) | Смесительное устройство для системы газ-жидкость | |
CN110787746A (zh) | 一种连续流反应装置及连续流反应*** | |
RU86114U1 (ru) | Устройство для контакта газа с жидкостью | |
KR101137795B1 (ko) | 유체 액적 혼합 장치 | |
CN108686593B (zh) | 多尺度微结构反应器 | |
CN220405650U (zh) | 一种连续喷雾反应装置 | |
RU2377063C1 (ru) | Газожидкостный реактор | |
RU145366U1 (ru) | Смесительное устройство для систем газ-жидкость | |
RU89417U1 (ru) | Устройство для контакта газа с жидкостью |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131004 |